Optimisation des architectures de réseau optique multiplexé en longueur d'onde à base d'amplificateur optique semi-conducteur

Optimisation des architectures de réseau optique multiplexé en longueur d'onde à base d'amplificateur optique semi-conducteur PDF Author: Thierry Zami
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Languages : fr
Pages : 123

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semi-conducteurLes futurs réseaux de télécommunication à très haut débit feront probablement appel à des technologies optiques. Le multiplexage en longueur d'onde (WDM) est déjà devenu un standard incontournable. Dans cette perspective, l'amplificateur optique semi-conducteur (SOA) est un composant prometteur de par sa compacité ainsi que la vitesse et la profondeur de l'extinction de son gain. C'est pourquoi il entre dans la composition de nombreux dispositifs optiques tels que l'amplificateur, le commutateur et le régénérateur de signal. Cette thèse propose une étude physique des réseaux de télecommunication optiques combinant les technologies WDM et SOA pour des débits en ligne de 10 Gbit/s. Ainsi nous établissons la taille critique des réseaux optiques au delà de laquelle la régénération périodique du signal devient nécessaire. Puis dans le cadre de commutateurs de paquet optiques nous proposons de nouveaux concepts, tels que le paquet WDM, pour repousser les limites dues aux dégradations intrinsèques du SOA (modulation de gain croisée ou mélange à quatre ondes) pour atteindre des capacités totales largement supérieures au Tbit/s.

Optimisation des architectures de réseau optique multiplexé en longueur d'onde à base d'amplificateur optique semi-conducteur

Optimisation des architectures de réseau optique multiplexé en longueur d'onde à base d'amplificateur optique semi-conducteur PDF Author: Thierry Zami
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semi-conducteurLes futurs réseaux de télécommunication à très haut débit feront probablement appel à des technologies optiques. Le multiplexage en longueur d'onde (WDM) est déjà devenu un standard incontournable. Dans cette perspective, l'amplificateur optique semi-conducteur (SOA) est un composant prometteur de par sa compacité ainsi que la vitesse et la profondeur de l'extinction de son gain. C'est pourquoi il entre dans la composition de nombreux dispositifs optiques tels que l'amplificateur, le commutateur et le régénérateur de signal. Cette thèse propose une étude physique des réseaux de télecommunication optiques combinant les technologies WDM et SOA pour des débits en ligne de 10 Gbit/s. Ainsi nous établissons la taille critique des réseaux optiques au delà de laquelle la régénération périodique du signal devient nécessaire. Puis dans le cadre de commutateurs de paquet optiques nous proposons de nouveaux concepts, tels que le paquet WDM, pour repousser les limites dues aux dégradations intrinsèques du SOA (modulation de gain croisée ou mélange à quatre ondes) pour atteindre des capacités totales largement supérieures au Tbit/s.

Étude des réseaux d'accès optiques exploitant le multiplexage en longueur d'onde

Étude des réseaux d'accès optiques exploitant le multiplexage en longueur d'onde PDF Author: Franck Payoux
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Languages : fr
Pages : 260

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Les réseaux d'accès optiques passifs (PON) offrant un débit symétrique de 100 Mbit/s sont en cours de déploiement en Asie et aux US et sont au stade d'expérimentation pilote à France Télécom. Des groupes de travail sont en place pour normaliser la prochaine génération de PON qui permettra des accès de l'ordre du Gigabit/s. Dans cette optique, cette thèse porte sur les réseaux d'accès optiques exploitant le multiplexage en longueurs d'ondes (WDM). Le premier chapitre décrit de façon générale le réseau d'accès ainsi que la technologie du multiplexage en longueurs d'onde. Le second chapitre est un état de l'art des PON WDM. Les avantages et contraintes de chaque architecture et composant utilisés sont analysés. Le troisième chapitre présente deux architectures innovantes de PON WDM, qui ont été imaginées puis maquettées en laboratoire, permettant un débit global de 1 Gbit/s par longueur d'onde sur 20 km. Ces architectures sont basées sur un amplificateur optique à semiconducteur réflectif (RSOA) qui permet d'obtenir un module client achromatique bas coût. L'association du multiplexage en longueurs d'onde et du multiplexage temporel est expérimentée afin d'augmenter la mutualisation sur chaque PON WDM. Une étude sur la conversion tout optique de longueur d'onde de la bande O vers les bandes C et L, basée sur un modulateur à électro-absorption, a également été réalisée, dans le cadre d'une architecture de réseau d'accès étendu. Une étude théorique sur les limitations de la transmission bidirectionnelle dans une fibre a été effectuée dans le chapitre 4 afin d'évaluer en particulier les impacts de la rétrodiffusion de Rayleigh sur les performances des architectures étudiées.

Contribution à l'étude des architectures basées sur le multiplexage en temps et en longueur d'onde dans le réseau d'accès, permettant la migration vers la nouvelle génération de PON (NG-PON) à 10 Gbits/s

Contribution à l'étude des architectures basées sur le multiplexage en temps et en longueur d'onde dans le réseau d'accès, permettant la migration vers la nouvelle génération de PON (NG-PON) à 10 Gbits/s PDF Author: Fabia Raharimanitra
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Languages : fr
Pages : 231

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Ces travaux de recherches visent à étudier et à proposer de nouvelles architectures dans le contexte d'une Nouvelle Génération de Réseau d'Accès Optique Passif (NG-PON). Cette nouvelle génération d'équipements se justifie par l'augmentation des besoins en débit (descendant et/ou montant), ou d'éventuelles futures obligations réglementaires. Elle a pour fil conducteur le souci d'optimiser les coûts de déploiement de l'accès FTTH. Depuis 2010, l'organisme de pré-normalisation, le FSAN (associé à l'ITU) a prévu une action sur le thème du NG-PON qui se décline en XG-PON1 pour la première vague (débit 10 Gbit/s descendant et 2.5 Gbit/s montant) puis en un deuxième volet appelé NG-PON2 (pour une offre viable commerciale basée sur un débit de l'ordre de 1 Gbit/s) pour succéder au G-PON et au XG-PON1. Des évaluations ont été menées sur la transmission optique, plus exactement au niveau de la couche physique (mesures de taux d'erreur, budget optique, portée) pour en déduire par la suite la faisabilité et la performance des systèmes. Deux thématiques ont structuré le travail de thèse sur la base de ce périmètre d'analyse : i) la recherche de solutions techniques pour optimiser le nombre de centraux "opticalisés", ii) la recherche de solutions dans le modem client pour permettre de se connecter à des solutions de type une longueur d'onde par client. Un combineur optique sans pertes répondant au meilleur remplissage des cartes OLTs (Optical Line Termination) au Central Optique a été démontré. Ce combineur optique permet la réduction des sites NRO (Noeud de Raccordement Optique). Cette thèse s'intéresse aussi à l'ONU (Optical Network Unit), l'équipement du côté du client qui est un élément fondamental qui impacte le modèle de coût dans les réseaux d'accès. Les ONU achromatiques (dont les émetteurs sont identiques quelque soit la longueur d'onde d'émission) étudiés sont soit à base de source large à découpage spectral ("Spectrum Slicing") soit à base de lasers accordables. Ils offrent l'avantage de la simplicité dans une architecture dont le multiplexage et l'accès multiples sont basés sur la longueur d'onde. Le format de modulation avancé de type OFDM et l'emploi de la technique de traitement de signal comme l'égaliseur sont également mis en relief dans ces travaux de thèse. Ces deux aspects correspondent à des mises en oeuvre d'outils de l'état de l'art le plus récent pour compenser les pénalités d'une transmission optoélectronique.

Etude des architectures optiques pour le réseau local domestique, basées sur la fibre multimode (polymère et silice) et le multiplexage en longueur d'onde

Etude des architectures optiques pour le réseau local domestique, basées sur la fibre multimode (polymère et silice) et le multiplexage en longueur d'onde PDF Author: Francis Richard
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Languages : fr
Pages : 252

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La fibre optique est le support le plus adapté pour répondre aux exigences de capacité et d’hétérogénéité des futurs réseaux domestiques. Les fibres multimodes, plastique ou silice, devraient conduire à des systèmes plus faible coût. Deux principales architectures multiformats ont été identifiées, basées sur une étoile active ou passive. Pour l’étoile active, le choix de la fibre plastique est tentant, pour son très bas coût. Sa bande passante est hélas très limitée, le multiplexage en longueur d’onde pourrait apporter une solution. Dans un premier temps, l’étoile active restera un choix efficace, simple et performant. Elle sera ensuite probablement remplacée par l’étoile passive associée au multiplexage en longueur d’onde, pour une capacité et une flexibilité accrues. Cette solution démontrée en fibre monomode serait déclinée en fibre multimode, plus économique, pour laquelle les composants CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) ne sont pas disponibles. Ces deux axes sont étudiés dans cette thèse. Des investigations sont d’abord menées sur le WDM dans la fibre plastique, menant au constat que la technologie n’est pas mûre aujourd’hui pour son introduction. Le travail continue alors sur l’étoile passive CWDM en fibre silice multimode. Après des expérimentations montrant des problèmes d’uniformité en sortie du coupleur N×N avec les sources CWDM habituelles, une méthode originale, basée à la fois sur la simulation et sur le calcul matriciel, a été proposée pour améliorer la compréhension des phénomènes intervenant dans le coupleur en fonction des sources utilisées, prenant également en compte des méthodes telles que l’injection avec offset ou le brassage des modes.

Module d'émission-réception pour communications optiques à base d'amplificateur optique à semi-conducteur

Module d'émission-réception pour communications optiques à base d'amplificateur optique à semi-conducteur PDF Author: Naveena Buldawoo
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Languages : fr
Pages : 201

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CE MEMOIRE EST CONSACRE A L'ETUDE DES AMPLIFICATEURS OPTIQUES A SEMI-CONDUCTEUR (AOSC) EN VUE DE LEUR UTILISATION COMME MODULATEUR ET DETECTEUR DANS LE RESEAU FIBRE JUSQU'A L'ABONNE. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL EST CONSACREE A LA MISE EN PLACE D'UN MODELE PHYSIQUE DE L'AOSC. CE MODELE A PERMIS DE PREVOIR LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DE L'AOSC. LA DEUXIEME PARTIE TRAITE DE L'ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DE L'AOSC EN MODULATION DIRECTE DANS UNE LIAISON DE 18 KM DE FIBRE OPTIQUE. UNE ETUDE DE BRUIT EST EFFECTUEE AFIN COMPARER LES DIFFERENTES CONTRIBUTIONS DES ELEMENTS DE CETTE LIAISON. UNE ETUDE EN PHOTODETECTION EST REALISEE EN POLARISATION DIRECTE DE L'AOSC. UN MODELE DE BRUIT PAR ANALOGIE AVEC UNE PHOTODIODE A AVALANCHE EST PRESENTE. LES ETUDES DE TRANSMISSION MENEES SUR UNE LIAISON EXPERIMENTALE ONT MONTRE QU'IL EST POSSIBLE DE MODULER L'AOSC DANS UNE PLAGE DE LONGUEUR D'ONDE DE 40 NM A 1,55 MICROMETRE A 155 MBIT/S. PAR AILLEURS, EN PHOTODETECTION LA RECEPTION DE SIGNAUX DANS LA MEME PLAGE DE LONGUEUR D'ONDE A ETE EFFECTUEE JUSQU'A 1,5 GBIT/S POUR UNE PUISSANCE DETECTEE DE 24,6 DBM ET UN TAUX D'ERREUR DE 10 9.

Design and characterization of transmitter circuits architectures using silicon ring resonator modulators for high bit rate communications

Design and characterization of transmitter circuits architectures using silicon ring resonator modulators for high bit rate communications PDF Author: Olivier Dubray
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Languages : en
Pages : 152

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Over the past decade, with the diversification of connected devices (PCs, Tablets, TVs and Smartphones), the Internet ecosystem has drastically extended. Today, 80 % world traffic is concentrated in the data centers where the data rate, the size and the cost is still growing. To address such scaling issues as bandwidth density, energy consumption and cost of the interconnects inside the data centers, the development of new optical transmitters is critical. The aim of this thesis is to propose and evaluate transmitter architectures using silicon photonics technology to address next 400 Gbit/s data rate standard over up to 2 kilometer links. The selected electro-optical modulator is the silicon ring resonator modulator which has substantial benefits: low footprint, low energy consumption and enables dense multiplexing. The optical transmitter architectures evaluations were successively optimized: from the active junction to the complete optical transmitter. This study identified the performances trade-offs impacted by the ring resonator modulator parameters. A compact model was generated to physically optimize the component in a reduced simulation time. Then, using the compact model, two transmitter architectures were studied based on classical architecture. Both are based on eight ring resonator modulators arranged in series modulating eight different wavelengths. The difference is the modulation format: the first one is electrically modulated at 50 Gbaud in 2-levels pulse amplitude modulation (PAM-2) and the second one at 25 Gbaud 4-levels pulse amplitude modulation (PAM-4). The two solutions fit the 400 Gbit/s performances demand with the use of the same trade-offs. Finally, new transmitter architectures were proposed to generate PAM-4 modulation. Unlike the previous architecture, they have in input two parallel bit streams which are optically combined to generate the PAM-4 modulation. The first solution is based on two silicon ring resonator modulator arranged in series. This architecture was validated through 30 Gbit/s transmission characterizations with only 1 Vpp. A second solution was then proposed, based on two silicon ring resonator modulators arranged in parallel in a Mach Zehnder interferometer. In the same way, transmission characterizations at 30 Gbit/s with 1.2 Vpp allows this architecture to be validated.

Performance Improvement of SS-WDM Passive Optical Networks Using Semiconductor Optical Amplifiers: Modeling and Experiment

Performance Improvement of SS-WDM Passive Optical Networks Using Semiconductor Optical Amplifiers: Modeling and Experiment PDF Author: Walid Mathlouthi
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Category : Electric light, Candle power of
Languages : en
Pages : 0

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Les sources incohérentes sont proposées comme alternatives aux lasers stabilisés en longueur d'onde pour réduire le coût des réseaux optiques passifs utilisant le multiplexage par longueur d'onde découpée dans le spectre (SS-WDM PONs). À cause de leur nature incohérente, ces sources génèrent au récepteur un large bruit d'intensité. Ce bruit limite l'efficacité spectrale et/ou le taux binaire pouvant être achevé. Cette thèse étudie l'utilisation des amplificateurs optique à semi-conducteur SOAs pour nettoyer le bruit d'intensité. De plus, lors de cette thèse, nous explorons les outils numériques et expérimentaux qui nous permettent d'analyser les performances des SOAs dans le cadre de systèmes de communication multi-canaux, incluant le SS-WDM. Nous présentons des modèles mathématiques pour le bruit d'intensité, ce bruit étant celui qui limite les performances des systèmes de communication utilisant des sources incohérentes. Nous discutons les dynamiques complexes des SOAs et présentons les équations qui gouvernent l'évolution des porteurs de charges dans ces amplificateurs. Nous identifions et soulignons l'effet des paramètres les plus importants, qui affectent le processus ainsi que la dynamique de nettoyage du bruit d'intensité. Nous passons en revue, les différentes techniques de nettoyage de bruit avec les SOAs, qui ont démontré les meilleurs résultats connus. De plus, nous effectuons une revue de littérature poussée pour ce qui a attrait au problème de post-filtrage lorsque le SOA est placé au transmetteur, avant la modulation. Notre première contribution pendant ce travail de recherche est de démontrer, en utilisant l'intermodulation de gain d'un SOA au récepteur pour convertir le signal incohérent en laser cohérent, une amélioration significative du taux d'erreur binaire BER. Cette méthode est spectralement efficace, d'autant plus qu'elle ne souffre point la limitation occasionnée par le post-filtrage au récepteur. En contre partie elle nécessite un ample budget de puissance qui doit assurer une saturation suffisante de l'amplificateur au récepteur. Une source laser est aussi nécessaire au récepteur. Ceci est un inconvénient, même si une telle source n'ait pas besoin d'une quelconque stabilisation. Pour contourner le problème causé par le post-filtrage quand le SOA est au transmetteur, nous proposons un nouveau récepteur pour les systèmes de communication WDM, qui permet de mieux garder le nettoyage de bruit, et ce malgré le filtrage optique au récepteur. La nouvelle méthode consiste en un détecteur balancé utilisé au récepteur: d'un bord, tous les canaux sont détectés sans distinction. De l'autre, le signal désiré est bloqué pendant que tous les autres canaux sont détectés. Avec cette méthode, il est facile de saturer l'amplificateur pour une meilleure suppression de bruit tout en évitant en grande partie la dégradation causé par le post-filtrage. Nous avons expérimentalement démontré un système WDM dense de 8 x 10 Gbps avec une source incohérente et un SOA en saturation. Une autre contribution originale de ce travail est le développement d'un outil de simulation pour les SOAs qui est numériquement plus efficace et léger que les modèles connus à ce jour. Nous avons donc développé un modèle théorique simple, pouvant être implémenté par diagramme block, dans le but de simuler les performances des hens de communications WDM. Notre modèle démontre une bonne concordance avec les résultats expérimentaux ainsi qu'une diminution de temps de calcul de l'ordre de 20 fois. Finalement, lors de la dernière partie de ces travaux, nous nous sommes occupés de mesurer, de façon précise, le temps de recouvrement du gain dans un SOA. Le temps de recouvrement des porteurs dans un SOA est un des paramètres les plus importants qui sont à l'origine du phénomène de nettoyage de bruit et qui régissent le comportement ainsi que les dynamiques de l'amplificateur. Nous avons étudié en particulier, la dépendance de ce temps de recouvrement r de la longueur d'onde. Pour le SOA utilisé lors de notre étude expérimentale, nous avons démontré que r dépendait de la longueur d'onde de façon similaire au spectre de gain. Ces mesures ont été possibles grâce au développement d'un nouveau dispositif de mesure pompe/sonde, qui permettait de mesurer le recouvrement du gain pour une pompe et une sonde à la même longueur d'onde et ayant le même état de polarisation.

Etude des non-linéarites de gain d'un amplificateur optique à semi-conducteur

Etude des non-linéarites de gain d'un amplificateur optique à semi-conducteur PDF Author: Laurent Lablonde
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Languages : fr
Pages : 170

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LES NON-LINEARITES DE GAIN D'UN AMPLIFICATEUR OPTIQUE A SEMI-CONDUCTEURS INTERVIENNENT NEGATIVEMENT OU POSITIVEMENT DANS LES RESEAUX DE TELECOMMUNICATIONS OPTIQUES. NOUS PRESENTONS DANS CE MEMOIRE L'ETUDE DE CES NON-LINEARITES ET DES CONFIGURATIONS PERMETTANT DE LES REDUIRE OU DE LES EXPLOITER SELON L'ORIENTATION SOUHAITEE. UN SIGNAL D'INTENSITE SATURANTE PEUT ETRE PARTICULIEREMENT DISTORDU A L'AMPLIFICATION LORSQUE SA VARIATION D'INTENSITE EST AU MOINS DU MEME ORDRE DE GRANDEUR QUE LE TEMPS DE VIE DES PORTEURS DE LA ZONE ACTIVE. LA REDUCTION DU CONTRASTE ET LA DERIVE FREQUENTIELLE EN SONT LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES ET AUGMENTENT DE CE FAIT LE TAUX D'ERREURS D'UNE TRANSMISSION NUMERIQUE. LA NOUVELLE TECHNIQUE DE TRANSMISSION D'UN MULTIPLEX DE LONGUEURS D'ONDE EST ELLE AUSSI HANDICAPEE EN RAISON DE LA SATURATION DU GAIN SUR TOUTE LA BANDE PASSANTE. ON PEUT AUGMENTER L'INTENSITE DE SATURATION DU MODULE AMPLIFICATEUR EN REALISANT UNE CONTRE-REACTION OPTIQUE SELECTIVE EN LONGUEUR D'ONDE. LE GAIN EST ALORS STABILISE SUR UNE PLUS LARGE GAMME DE VALEUR D'INTENSITE DU SIGNAL. NOUS AVONS ETUDIE LA STABILISATION DU GAIN OBTENUE PAR UN TEL SYSTEME DANS LE CAS D'UNE INFORMATION NUMERIQUE AVEC UNE CAVITE CONSTITUEE DE RESEAUX PHOTOINSCRITS DANS LES FIBRES D'ACCES. D'AUTRE PART, CES NON-LINEARITES DE GAIN PEUVENT ETRE UTILISEES POUR REALISER DES FONCTIONS OPTIQUES COMME LA CONVERSION DE LONGUEUR D'ONDE PAR SATURATION CROISEE DE GAIN. NOUS PRESENTONS DANS CE TRAVAIL LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET UNE ANALYSE THEORIQUE D'UN NOUVEAU DISPOSITIF QUE NOUS AVONS MIS AU POINT, PERMETTANT DE REGENERER LE CONTRASTE D'UN SIGNAL NUMERIQUE CONVERTI. IL REMET EN VALEUR LES CONVERTISSEURS A SATURATION CROISEE DE GAIN, PLUS SIMPLES ET ROBUSTES QUE LES CONVERTISSEURS INTERFEROMETRIQUES EN COURS D'ETUDE, QUI PEUVENT PAR AILLEURS AUSSI ETRE INTEGRES DANS LE DISPOSITIF PROPOSE

ETUDE DU MULTIPLEXAGE TEMPOREL ET EN LONGUEUR D'ONDE DANS LES RESEAUX OPTIQUES

ETUDE DU MULTIPLEXAGE TEMPOREL ET EN LONGUEUR D'ONDE DANS LES RESEAUX OPTIQUES PDF Author: BENEDICTE.. BOULET
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Languages : fr
Pages : 130

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LA TECHNIQUE DE MULTIPLEXAGE EN LONGUEUR D'ONDE EST TRES LARGEMENT ETUDIEE ACTUELLEMENT. MALHEUREUSEMENT, LA TECHNOLOGIE WDM EST LIMITEE EN NOMBRE DE CANAUX. AINSI, L'ETUDE DE TECHNIQUES DE MULTIPLEXAGE HYBRIDE TELLE QUE LE T/WDM (TIME AND WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING) EST PROPOSEE. CETTE TECHNIQUE PERMET DE PARTAGER UNE LONGUEUR D'ONDE ENTRE DIFFERENTES STATIONS EN MULTIPLEXANT TEMPORELLEMENT LES INFORMATIONS ISSUES DE STATIONS EMETTANT SUR LA MEME LONGUEUR D'ONDE. L'OBJECTIF DE LA THESE A ETE DE SIMULER LA TECHNIQUE DE MULTIPLEXAGE T/WDM DANS UN RESEAU OPTIQUE DE TYPE MAN. DANS UN PREMIER TEMPS, UN ALGORITHME D'ALLOCATION DES INTERVALLES DE TEMPS (SLOTS) SUR LES DIFFERENTES LONGUEURS D'ONDE A ETE IMPLANTE. LA TRAME EST DIVISEE EN SOUS-TRAMES, ELLES-MEMES PARTAGEES EN SLOTS. L'ALGORITHME A ETE TESTE SUR DEUX TOPOLOGIES : L'UNE EN ETOILE PASSIVE ET L'AUTRE INTERCONNECTANT PLUSIEURS ETOILES PASSIVES. EN TRAFIC POISSONIEN UNIFORME, LES PROBABILITES DE BLOCAGE EN FONCTION DES PARAMETRES DE NOMBRE DE LONGUEURS D'ONDE, NOMBRE DE LONGUEURS D'ONDE PAR NIVEAU (NOEUD OU ETOILES INTERCONNECTEES), NOMBRE DE SLOTS PAR SOUS-TRAME ET NOMBRE DE SOUS-TRAMES PAR TRAME ONT ETE CALCULEES. L'INFLUENCE DES PARAMETRES SUR DIFFERENTS TYPES DE BLOCAGE MIS EN EVIDENCE A ETE ETUDIEE. UNE ETUDE D'OPTIMISATION DE L'ALLOCATION DES REQUETES DANS LA TRAME A ETE REALISEE DANS LE CAS DU RESEAU EN ETOILE SIMPLE. PAR AILLEURS, LA VALIDATION DES DIVERS RESULTATS POUR UNE TOPOLOGIE EN ETOILE SIMPLE A ETE EFFECTUEE PAR LA MODELISATION. A PARTIR DES RESULTATS, LES LIMITATIONS DES VALEURS DE CHARGE DU RESEAU, DE NOMBRE DE LONGUEURS D'ONDE OPTIMAL, DE NOMBRE DE SOUS-TRAMES PAR TRAME ET DE NOMBRE DE SLOTS PAR SOUS-TRAME PERMETTENT DE PROPOSER UNE ZONE DE FONCTIONNEMENT DU RESEAU.

Analyse de performance des réseaux optiques à commutation en sous-longueur d'onde

Analyse de performance des réseaux optiques à commutation en sous-longueur d'onde PDF Author: Raluca Maria Indre
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Languages : en
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Un défi majeur dans les réseaux d'aujourd'hui est de combler l'écart entre la haute vitesse de la transmission optique et la vitesse plus limitée du traitement électronique des données. Une option est de commuter les données directement dansle domaine optique. Dans cette thèse, nous proposons plusieurs solutions permettant la commutation dans le domaine optique à une granularité plus fine que la longueur d'onde, technique que nous appelons commutation sous-longueurd'onde. Pour montrer la pertinence des solutions proposées, nous analysons leur performance en termes de capacité de trafic, de débit et de délai. La performance est évaluée à la fois par des simulations et en utilisant des modèles de filesd'attente appropriés. Nous considérons d'abord le cas des réseaux métropolitains (Metropolitan Area Networks, MAN) et nous étudions la performance d'un anneau optique avec multiplexage en longueur d'onde (Wavelength Division Multiplexing, WDM) dans lequel la communication entre les noeuds du réseau se fait par insertion/extraction de données dans des créneaux temporels. Nous présentons un protocole entièrement distribué conçu pour assurer l'équité dansce réseau. Nous proposons également un mécanisme d'assemblage de paquets capable d'assurer des délais faibles ainsi que des taux de remplissage élevés. Nous proposons ensuite des solutions de commutation sous-longueur d'onde qui peuvent être appliquées dans le cas plus général des réseaux asynchrones. D'abord, nous proposons de résoudre le problème des collisions de la commutation optique par rafale (Optical Burst Switching, OBS) par la mise en oeuvre d'un mécanisme de réservation. Afin de maximiser l'utilisation des ressources, nous proposons d'adapter la taille de la rafale optique à la charge du réseau.Ensuite, nous proposons une solution alternative pour construire un réseau coeur tout-optique. A cette architecture, nous associons un protocole d'accès ainsi qu'un algorithme d'allocation dynamique de bande passante et nous analysons les performances de la solution proposée. Par le biais d'une étude de cas, nousmontrons que notre solution est capable de réduire considérablement la consommation énergétique par rapport aux architectures actuelles basées sur des routeurs IP. Enfin, nous proposons un nouveau dispositif optique capable derésoudre la contention directement dans le domaine optique. Nous montrons que ce dispositif simple peut être utilisé pour construire des réseaux optiques dynamiques à courte portée tels que les réseaux d'accès ou les centres de traitement de données.